كيفية اختبار صلابة الكسر من السيراميك؟

في عملية التطبيق الصناعي للمواد الحرارية ، من أجل إطالة عمر خدمة المواد الحرارية وتجنب الأضرار أثناء الاستخدام ، فإن قدرتهم على مواجهة الصدمة الحرارية هي الأداء الأساسي الذي يجب على الناس الانتباه إليه. تتضرر مادة السيراميك الألومينا بسبب صدمة حرارية شديدة. الجوهر هو أن إجهاد الصدمة الحرارية الناجم عن الصدمة الحرارية الحادة يعمل على العيوب العيانية والشقوق داخل المادة ، مما يتسبب في توسيع الشقوق ثم تكسر المادة. بالنسبة للمواد الحرارية ، تشمل طرق الاختبار الحالية لصياغة الكسر طريقة شعاع أحادي الجانب وطريقة تقسيم الإسفين. 1. طريقة شعاع أحادي الجانب
تتمثل طريقة شعاع الحافة المفردة (الحافة المفردة التي حققتها ، والمعروفة أيضًا باسم SENB) في كتلة الزركونيا السيراميك التي تفتح شق صغير في منتصف عينة أسطواني طويلة مع مقطع عرضي مستطيل كقسم محدد مسبقًا. يجب أن تكون النسبة بين 1/2.5 و 1/2 ويتم تحميل العينة حتى الكسر. يظهر الشكل 1 ظهور العينة ، وهناك متطلبات معينة للحجم: من الصعب للغاية أن تسبق صدعًا أساسيًا مثاليًا على العينة الحرارية. عادة ، يتم صياغة الشقوق الاصطناعية مع دائرة نصف قطرها معينة على العينة لاستبدالها. يحتوي الشق الاصطناعي على دائرة نصف قطرها من الانحناء أكبر بكثير من الصدع الطبيعي ، مما سيؤدي إلى انخفاض في درجة تركيز الإجهاد ، وستكون قيمة صلابة الكسر المقاسة كبيرة ، وستزداد مع زيادة عرض شق. وهذا ما يسمى "تأثير التخميل الشق".
2. تقسيم إسفين
تم حاصل على براءة اختراع طريقة تقسيم الإسفين ونشرها Tschegg في عام 1986. ومنذ ذلك الحين ، طبق الباحثون في جميع أنحاء العالم الطريقة التجريبية على العديد من المجالات مثل الخرسانة والخشب والمواد الحرارية. لتجربة طريقة تقسيم الوتد ، يجب إعداد كتلة اختبار مكعب مع التماس المحجوز. يتم عرض عينة الاختبار والتثبيت في الشكل 1-4. بعد أن يتم تثبيت المباراة على كتلة اختبار شريط السيراميك الألومينا ، يقوم الاتجاه الرأسي للضغط ، والمشابك والبكرات بتحويل الحمل الرأسي للدنيتر على شكل إسفين على كتلة الاختبار في حمولة أفقية لتثبيت قطعة الاختبار عن بعضها البعض.
العلاقة بين القوة في الاتجاه العمودي (PV) والقوة في الاتجاه الأفقي (PH) لتجربة تقسيم الوتد التي تم تحميلها على العينة هي كما يلي:

في الصيغة ، PV-القوة في الاتجاه العمودي المحملة على indenter على شكل إسفين ، ن ؛
الرقم الهيدروجيني-قوة حشية انتقال القوة على الاتجاه الأفقي للعينة ، ن ؛
α-زاوية طرف indenter على شكل إسفين ، °.
وفقًا للعلاقة بين الحمل الذي تم جمعه وإزاحة فتحة الانقسام ، يمكن حساب طاقة الكسر وقوة الكسر للعينة عندما يتم تقسيمها ، بحيث يمكن وصف سلوك الكسر للعينة.
باستخدام طريقة تقسيم الإسفين لقياس سلوك الكسر للعينة القابلة للتصوير ، يمكن إلقاؤه مباشرة في قالب معين ، ولا يلزم إجراء معالجة إضافية بعد إطلاق النار وإطلاق النار ، والإعداد مريح. ليس من السهل حدوث تلف العينة أثناء معالجة الاختبار. نظرًا لأن الحمل يتم تطبيقه على العينة من خلال زاوية على شكل زاوية على شكل إسفين وتثبيت ، مما يحول الحمل العمودي إلى إجهاد الشد على العينة ، يمكن إجراء الاختبار باستخدام جهاز اختبار بسيط رأسيًا. بالإضافة إلى ذلك ، يكون الحمل الأفقي الذي تم تحويله بواسطة indenter على شكل إسفين أكبر من الحمل العمودي ، بحيث يمكن أيضًا قياس الحمل الفعلي على العينة باستخدام جهاز اختبار مع ضغط أقل ، مما يقلل من متطلبات الأداء في الاختبار آلة. العملية بسيطة والجهاز اقتصادي.
عندما يتم قياس طاقة الكسر للمادة بواسطة طريقة تقسيم الوتد ، يمكن ضمان انتشار الكراك المستقر في العينة ، وبالتالي فإن طريقة تقسيم الإسفين مناسبة لتحديد طاقة الكسر للمواد الحرارية. هارث وآخرون. طبقت جامعة ليوبين في النمسا طريقة تقسيم الوتد على اكتشاف صلابة الكسر للمواد الحرارية ، وطورت قابلية التشغيل التجريبية ومعالجة البيانات من خلال تجارب مختلفة.